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JP2004320912A - Switching power supply - Google Patents

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Publication number
JP2004320912A
JP2004320912A JP2003112480A JP2003112480A JP2004320912A JP 2004320912 A JP2004320912 A JP 2004320912A JP 2003112480 A JP2003112480 A JP 2003112480A JP 2003112480 A JP2003112480 A JP 2003112480A JP 2004320912 A JP2004320912 A JP 2004320912A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
control circuit
converter
active filter
circuit
power supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003112480A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaharu Maesaka
昌春 前坂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cosel Co Ltd
Original Assignee
Cosel Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cosel Co Ltd filed Critical Cosel Co Ltd
Priority to JP2003112480A priority Critical patent/JP2004320912A/en
Publication of JP2004320912A publication Critical patent/JP2004320912A/en
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Abstract

【課題】単一の起動回路でアクティブフィルタとDC/DCコンバータの順次起動を可能にし、入力電圧が徐々に低下した場合のハンチング動作を確実に防止する。
【解決手段】AF制御回路7とコンバータ制御回路14の電力供給ライン20に接続されAF制御回路接続点側からコンバータ制御回路接続点への電力供給を遮断するダイオードD2と、電源投入時にAF制御回路7に起動電圧を供給して起動させる起動回路8と、アクティブフィルタ3の起動後に昇圧チョークコイル6の補助巻線L2の出力を整流した電力をコンバータ制御回路14に供給して起動させると共にダイオードD2を介してAF制御回路7に供給して継続動作させる整流回路9と、DC/DCコンバータ4の起動後に絶縁トランス11の補助巻線L5の出力を整流した電力をコンバータ制御回路14に供給して継続動作させる整流回路16とを備え、電源投入時にアクティブフィルタ3とDC/DCコンバータ4を順次起動させる。スイッチ18は起動後にオフとなり、DC/DCコンバータ4が停止した後の再起動を禁止する。
【選択図】 図1
An active filter and a DC / DC converter can be sequentially activated by a single activation circuit, and a hunting operation when an input voltage gradually decreases is reliably prevented.
A diode (D2) connected to a power supply line (20) of an AF control circuit (7) and a converter control circuit (14) for interrupting power supply from the AF control circuit connection point to the converter control circuit connection point; A start-up circuit 8 that supplies a start-up voltage to the start-up choke coil 6 after the start-up of the active filter 3; A rectifier circuit 9 supplies the rectified circuit 9 to the AF control circuit 7 for continuous operation and a power obtained by rectifying the output of the auxiliary winding L5 of the insulating transformer 11 after the DC / DC converter 4 is started. A rectifier circuit 16 for continuous operation, and activates the active filter 3 and the DC / DC converter 4 sequentially when the power is turned on. That. The switch 18 is turned off after the start, and prohibits the restart after the DC / DC converter 4 stops.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【発明の属する技術分野】
本発明は、力率改善用のアクティブフィルタに続いてDC/DCコンバータを配置したスイッチング電源装置に関する。
【従来の技術】
従来、この種のスイッチング電源装置としては例えば図2に示すものがある。
図2において、スイッチング電源装置は、入力端子1a,1bから商用交流電圧AC100Vを入力してダイオードブリッジ2で全波整流した後、力率改善用のアクティブフィルタ3に入力し、続いてアクティブフィルタ3の出力電圧をDC/DCコンバータ4に入力し、出力端子13a,13bから負荷に供給する電圧を安定化している。
アクティブフィルタ3は、インバータ素子5、主巻線L1と補助巻線L2を備えた昇圧チョークコイル6、AF制御回路7、ダイオードD1とコンデンサC1を備えた整流回路、起動回路8及び制御電源用の整流回路9を備えている。即ちアクティブフィルタ3は、インバータ素子5のスイッチングによるスイッチング電流のピークを結ぶ電流波形の平均電流が全波整流された交流電圧波形と同相となるように制御し、力率を1とすることでスイッチングノイズの外部への放射を抑制してノイズレベルを下げている。
DC/DCコンバータ4は、インバータ素子10、1次巻線L3、2次巻線L4、補助巻線L5を備えた絶縁トランス11、出力用の整流回路12、コンバータ制御回路14、起動回路15、制御電源用の整流回路16を備えている。コンバータ制御回路14は、整流回路12からの出力電圧Voが所定電圧となるようにインバータ素子10をスイッチング制御する。
このような図2の従来回路にあっては、AC入力が印加される電源投入時に、アクティブフィルタ3及びDC/DCコンバータ4の順次起動が次のようにして行われる。
AC入力電圧が印加されると、アクティブフィルタ3は起動回路8から起動電圧がAF制御回路7に供給されて起動し、インバータ素子5のスイッチング制御による昇圧チョークコイル6の昇圧動作でダイオードD1を介してコンデンサC1の両端に得られる電圧が上昇する。
このコンデンサC1の電圧は起動回路15からコンバータ制御回路14に起動電圧として供給され、コンバータ制御回路14が起動し、インバータ素子10のスイッチング制御により絶縁トランス11の電力エネルギの伝播を制御し、整流回路12から負荷に供給される出力電圧Voを安定化させる。
【特許文献1】
特開平10−337023号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の回路では、アクティブフィルタ3に対する入力電圧が徐々に低下すると、出力電力が一定であることから入力電流が増加し、その結果、ついにはアクティブフィルタ3の過電流保護動作によりインバータ素子5をオフ状態とするためにコンデンサC1の両端に得られる昇圧出力電圧が低下し、DC/DCコンバータ4も停止することになる。
DC/DCコンバータ4が停止すると、アクティブフィルタ3の過電流保護動作が解除され、アクティブフィルタ3のインバータ素子5は再びスイッチングされてインバータ動作を再開し、DC/DCコンバータ4に対する昇圧出力電圧が上昇し、DC/DCコンバータ4が再起動するという動作を繰り返す。これは出力電圧のオン、オフを一定周期で繰り返すハンチング動作となって現われ、ユーザー負荷が誤動作する可能性がある。
このように出力電圧のオン、オフを一定周期で繰り返すハンチング動作を防止するためには、図2に示すように、入力電圧の低下を正確に検知してアクティブフイルタ3を停止させる低入力停止回路17を設ける必要があるが、このような回路は、起動電圧と停止電圧とのヒステリシスを正確に設定しなければならないため、高精度の回路を必要とし、回路構成が複雑になる問題がある。
また、アクティブフィルタ3及びDC/DCコンバータ4の各入力側となる高圧部に起動回路8,15を接続するといいう2系統の起動回路が必要となり、高圧部に接続するために起動回路8,15の間に所定の沿面距離を必要とし、その分設置スペースが増加して小型化を阻害し、また2系統の起動回路は常時動作していることから、損失も大きくなる問題がある。
一方、入力電圧の低下による出力電圧のオン,オフを一定周期で繰り返すハンチング動作を防止するため、アクティブフィルタとDC/DCコンンバータの起動回路を1系統とし、起動と停止を同期させた回路がある(特許文献1参照)。
この従来回路では、アクティブフィルタの出力に設けたコンデンサの両端に得られる昇圧出力電圧をAF制御回路とコンバータ制御回路の両方に供給して起動し、起動後はアクティブフィルタ及びDC/DCインバータのインバータ動作による各々の補助巻線の整流出力により各制御回路の動作を継続する。
そしてAC入力が一時的に遮断されて昇圧出力電圧が停止した場合には、コンデンサの充電電圧で両方の制御回路を動作させ、コンデンサ充電電圧が所定値に低下してアクティブフィルタが停止すると、これに同期してDC/DCコンバータも強制停止させている。
しかしながら、このような起動と停止を同期させた従来回路にあっては、起動回路を1系統として回路構成を簡略化して小型化できるが、入力電圧が徐々に低下した際に、DC/DCコンバータが先に停止した場合、アクティブフィルタの負荷が軽減されて昇圧出力電圧が回復してDC/DCコンバータが再起動する動作を繰り返し、出力電圧のオン、オフが発生するため、問題は完全に解消されていない。
またアクティブフィルタ及びDC/DCインバータを同期して起動させるため、起動時の突入電流が大きく、起動電力を作り出しているアクティブフィルタの電流容量を増加させる必要があり、その分、使用部品が大型化する問題もある。
本発明は、単一の起動回路でアクティブフィルタとDC/DCコンバータの順次起動を可能にし、入力電圧が徐々に低下した場合のハンチング動作を確実に防止するスイッチング電源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため本発明は次のように構成する。本発明は、昇圧チョークコイル、インバータ素子及びアクティブフィルタ制御回路(AF制御回路)を備えた力率改善用のアクティブフィルタと、アクティブフィルタに続いて接続され、絶縁トランス、インバータ素子及びコンバータ制御回路を備えたDC/DCコンバータとを備えたスイッチング電源装置を対象とする。
このようなスイッチング電源装置につき本発明は、アクティブフィルタ制御回路とコンバータ制御回路に動作電力を供給する電力供給ラインに接続され、アクティブフィルタ制御回路接続点側からコンバータ制御回路接続点への電力供給を遮断するダイオードと、電源投入時にアクティブフィルタ制御回路に起動電圧を供給して起動させる起動回路と、アクティブフィルタの起動後に昇圧チョークコイルの補助巻線の出力を整流した電力をコンバータ制御回路に供給して起動させると共にダイオードを介してアクティブフィルタ制御回路に供給して継続動作させる第1整流回路と、DC/DCコンバータの起動後に絶縁トランスの補助巻線の出力を整流した電力をコンバータ制御回路に供給して継続動作させる第2整流回路とを備え、電源投入時にアクティブフィルタとDC/DCコンバータを順次起動させるように構成したことを特徴とする。
このためアクティブフィルタ制御回路の起動電圧とコンバータ制御回路の起動電圧がどのような組合わせでも、必ずアクティブフィルタの起動後にDC/DCコンバータを起動させることができ、高圧部に接続する起動回路を1つにして回路配置の自由度が増す。またアクティブフィルタとDC/DCコンバータを順次起動させることで、起動時の突入電流を緩和できる。
本発明のスイッチング電源装置に於いて、更に、第1整流回路からコンバータ制御回路に対する電力供給ラインに挿入接続されたスイッチと、コンバータ制御回路の起動前にオンしているスイッチを起動後にオフして第1整流回路からの電力供給を遮断し、アクティブフィルタに対する入力電圧停止を検出してスイッチをオンするスイッチ制御回路とを設け、DC/DCコンバータが停止した際の再起動を禁止するように構成したことを特徴とする。
このためアクティブフィルタに対する入力電圧が徐々に低下してDC/DCコンバータが停止に至ると、アクティブフィルタの動作にかかわらずDC/DCコンバータの再起動が禁止され、出力電圧のオン、オフを一定周期で繰り返すハンチング動作を防止する。
【発明の実施の形態】
図1は本発明によるスイッチング電源装置の実施形態を示した回路図である。
図1において、スイッチング電源装置は、入力端子1a,1bから商用交流電圧AC100Vを入力してダイオードブリッジ2で全波整流した後、力率改善用のアクティブフィルタ3に入力し、続いてアクティブフィルタ3の出力電圧をDC/DCコンバータ4に入力し、出力端子13a,13bから負荷に供給する電圧を安定化している。
アクティブフィルタ3は、インバータ素子5、主巻線L1と補助巻線L2を備えた昇圧チョークコイル6、AF制御回路7、ダイオードD1とコンデンサC1を備えた整流回路、起動回路8及び制御電源用の整流回路9を備えている。
即ちアクティブフィルタ3は、インバータ素子5のオンで昇圧チョークコイル6の主巻線L1の駆動でスイッチング電流を流してエネルギーを保持させ、引き続くインバータ素子5のオフで昇圧チョークコイル6の主巻線L1に保持したエネルギーを出力してダイオードD1を介してコンデンサC1に昇圧電圧を発生させ、これを繰り返す。
このためインバータ素子5のオン、オフで流れるスイッチング電流のピークを結ぶ電流波形の平均電流が全波整流された交流電圧波形と同相となるように制御し、力率を1とすることでスイッチングノイズの外部への放射を抑制してノイズレベルを下げている。
DC/DCコンバータ4は、インバータ素子10、1次巻線L3、2次巻線L4、補助巻線L5を備えた絶縁トランス11、出力用の整流回路12、コンバータ制御回路14、制御電源用の整流回路16を備えている。
DC/DCコンバータ4には専用の起動回路が設けられておらず、アクティブフィルタ3の起動後のインバータ動作で得られる電圧を起動電圧をコンバータ制御回路14に供給して起動させる。
このためAF制御回路7とコンバータ制御回路14に起動電圧を供給して起動させ、起動後は動作維持電力を供給する電力供給ライン20が設けられ、電力供給ライン20に対してはAF制御回路7がP点で接続され、整流回路9がQ点で接続され、更にコンバータ制御回路14がR点で接続され、更に整流回路15が接続されている。
電力供給ライン20の接続点P,Qの間にはダイオードD2が接続され、起動回路8からコンバータ制御回路14に対する起動電圧の供給を遮断している。このため起動回路8の起動電圧はAF制御回路7にのみ供給されることになる。
一方、アクティブフィルタ3の起動後のインバータ動作で補助巻線L2の出力に基づく整流出力を行う整流回路9は、AF制御回路7とコンバータ制御回路14の両方に電力を供給し、コンバータ制御回路14から見ると起動回路として機能する。
電力供給ライン20のQ点とR点との間には外部信号によりオン、オフ制御可能なスイッチ18が接続される。スイッチ18としては、トランジスタやMOS−FETなどのスイッチ素子を使用する。
スイッチ18はスイッチ制御回路22により制御され、DC/DCコンバータ4の起動前はオンであり、コンバータ制御回路14が起動するとオンとなる。また起動によりオフとなったスイッチ18は、アクティブフィルタ3の入力に設けた入力電圧停止検出回路21から、抵抗R1,R2の分圧電圧が略0Vとなることを検出した時の検出信号によりリセットされてオンとなる。
コンバータ制御回路14は、アクティブフィルタ3の起動で整流回路9から整流電力を受けて起動する。このためDC/DCコンバータ4はアクティブフィルタ3が起動した後でしか起動せず、アクティブフィルタ3及びDC/DCコンバータ4の順次起動が確保される。
整流回路9からの整流出力で起動したコンバータ制御回路14は、整流回路12からの出力電圧Voが所定電圧となるようにインバータ素子10をスイッチング制御する。
次に図1の実施形態の動作を説明する。電源投入により入力端子1a,1bにAC入力が印加されると、ダイオードブリッジ2の全波整流出力を受けて起動回路8の出力電圧が増加し、所定の起動電圧に達したときにAF制御回路7が起動し、インバータ素子5のスイッチングによるインバータ動作が開始される。
アクティブフィルタ3のインバータ動作が開始されると、昇圧チョークコイル6の補助巻線L2の出力により整流回路9が整流出力を生じ、このときオンしているスイッチ18を介してコンバータ制御回路14に起動電力を供給し、供給電圧が起動電圧に達するとコンバータ制御回路14が起動し、インバータ素子10のスイッチングによる出力電圧Voの安定化を行う。
またコンバータ制御回路14が起動するとスイッチ制御回路22に起動信号を出力し、このためスイッチ制御回路22はスイッチ18をオフし、アクティブフィルタ3側からの電力供給を切り離す。
この状態でアクティブフィルタ3に対する入力電圧が徐々に低下したとすると、出力電力が一定であることから入力電流が増加し、その結果、ついにはアクティブフィルタ3の過電流保護動作によりインバータ素子5をオフ状態とする停止状態となり、コンデンサC1の両端に得られる昇圧出力電圧が低下し、DC/DCコンバータ4も停止することになる。
このようにDC/DCコンバータ4が停止すると、アクティブフィルタ3の過電流保護動作が解除され、アクティブフィルタ3のインバータ素子5は再びスイッチングされてインバータ動作を再開し、DC/DCコンバータ4に対する昇圧出力電圧が上昇し、整流回路9からの整流出力も得られる。
しかし、スイッチ18がオフとなっているため、整流回路16の整流出力はコンバータ制御回路14に供給されず、DC/DCコンバータ4の再起動が禁止され、出力電圧のオン、オフを一定周期で繰り返すハンチング動作を防止する。
DC/DCコンバータ4の再起動禁止のリセットは、AC入力を一時的に遮断することで行う事ができる。AC入力が一時的に断たれると、アクティブフィルタ3の入力電圧も一時的に略0Vとなり、これを入力電圧停止検出回路21が検出して検出信号をスイッチ制御回路22に出力し、スイッチ18がオフからオン状態にリセットされる。
このためアクティブフィルタ3の起動による整流回路9の整流出力がスイッチ18を介してコンバータ制御回路14に供給され、DC/DCコンバータが起動する。
なお、本発明は、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含む。
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、アクティブフィルタ制御回路の起動電圧とコンバータ制御回路の起動電圧がどのような組合わせでも、必ずアクティブフィルタの起動後にDC/DCコンバータを起動させることができ、高圧部に接続する起動回路を1つにして回路配置の自由度が増す。またアクティブフィルタとDC/DCコンバータを順次起動させることで、起動時の突入電流を緩和できる。
また、アクティブフィルタ及びDC/DCコンバータに対し1系統の起動回路で済み、高圧部に2系統の起動回路を接続するため沿面距離の確保といった問題が解消され、回路の小型化と損失の低減を図ることができる。
またアクティブフィルタに対する入力電圧が徐々に低下してDC/DCコンバータが停止に至ると、DC/DCコンバータの再起動が禁止され、出力電圧のオン、オフを一定周期で繰り返すハンチング動作が防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示した回路図
【図2】従来回路を示した回路図
【符号の説明】
1a,1b:入力端子
2:ダイオードブリッジ
3:アクティブフィルタ(AF)
4:DC/DCコンバータ
5,10:インバータ素子
6:昇圧チョークコイル
7:AF制御回路
8:起動回路
9,12,16:整流回路
11:絶縁トランス
13a,13b:出力端子
14:コンバータ制御回路
18:スイッチ
20:電力供給ライン
21:入力電圧停止検出回路
22:スイッチ制御回路
L1:主巻線
L2,L5:補助巻線
L3:1次巻線
L4:2次巻線
D1,D2:ダイオード
C1:コンデンサ
R1,R2:抵抗
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a switching power supply in which a DC / DC converter is arranged after an active filter for improving a power factor.
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as this type of switching power supply, for example, there is one shown in FIG.
In FIG. 2, the switching power supply receives a commercial AC voltage of 100 V from input terminals 1a and 1b, performs full-wave rectification by a diode bridge 2, and then inputs the active filter 3 to an active filter 3 for improving a power factor. Is input to the DC / DC converter 4, and the voltage supplied from the output terminals 13a and 13b to the load is stabilized.
The active filter 3 includes an inverter element 5, a boost choke coil 6 having a main winding L1 and an auxiliary winding L2, an AF control circuit 7, a rectifying circuit having a diode D1 and a capacitor C1, a starting circuit 8, and a control power supply. A rectifier circuit 9 is provided. That is, the active filter 3 controls the average current of the current waveform connecting the peaks of the switching current due to the switching of the inverter element 5 to be in phase with the full-wave rectified AC voltage waveform. The noise level is reduced by suppressing the emission of noise to the outside.
The DC / DC converter 4 includes an inverter element 10, a primary winding L3, a secondary winding L4, an insulating transformer 11 having an auxiliary winding L5, a rectifying circuit 12 for output, a converter control circuit 14, a start-up circuit 15, A rectifier circuit 16 for a control power supply is provided. Converter control circuit 14 controls switching of inverter element 10 such that output voltage Vo from rectifier circuit 12 becomes a predetermined voltage.
In the conventional circuit shown in FIG. 2, when the power to which the AC input is applied is turned on, the active filter 3 and the DC / DC converter 4 are sequentially activated in the following manner.
When the AC input voltage is applied, the active filter 3 is activated by the activation voltage supplied from the activation circuit 8 to the AF control circuit 7, and is activated via the diode D <b> 1 by the boost operation of the boost choke coil 6 by the switching control of the inverter element 5. As a result, the voltage obtained between both ends of the capacitor C1 increases.
The voltage of the capacitor C1 is supplied as a start-up voltage from the start-up circuit 15 to the converter control circuit 14, and the converter control circuit 14 starts up, controls the switching of the inverter element 10 to control the propagation of the power energy of the insulating transformer 11, and 12 stabilizes the output voltage Vo supplied to the load.
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-337023 [Problems to be Solved by the Invention]
However, in such a conventional circuit, when the input voltage to the active filter 3 gradually decreases, the input current increases because the output power is constant, and as a result, the overcurrent protection operation of the active filter 3 finally results. Since the inverter element 5 is turned off, the boosted output voltage obtained across the capacitor C1 decreases, and the DC / DC converter 4 also stops.
When the DC / DC converter 4 stops, the overcurrent protection operation of the active filter 3 is released, the inverter element 5 of the active filter 3 is switched again to restart the inverter operation, and the boosted output voltage to the DC / DC converter 4 increases. Then, the operation of restarting the DC / DC converter 4 is repeated. This appears as a hunting operation in which the output voltage is turned on and off at a constant cycle, and the user load may malfunction.
In order to prevent the hunting operation in which the output voltage is repeatedly turned on and off at a constant cycle, as shown in FIG. 2, a low-input stop circuit that accurately detects a drop in the input voltage and stops the active filter 3. 17 must be provided, but such a circuit requires a precise setting of the hysteresis between the start voltage and the stop voltage, and therefore requires a high-precision circuit and has a problem that the circuit configuration becomes complicated.
In addition, two systems of starting circuits for connecting the starting circuits 8 and 15 to the high-voltage sections on the input sides of the active filter 3 and the DC / DC converter 4 are required. 15 requires a predetermined creepage distance, which increases the installation space and hinders miniaturization. In addition, since the two startup circuits are always operating, there is a problem that the loss is also large.
On the other hand, in order to prevent a hunting operation in which the output voltage is repeatedly turned on and off at a constant cycle due to a decrease in the input voltage, there is a circuit in which the active filter and the DC / DC converter have a single startup circuit and the startup and the stop are synchronized. (See Patent Document 1).
In this conventional circuit, a boosted output voltage obtained at both ends of a capacitor provided at the output of an active filter is supplied to both an AF control circuit and a converter control circuit to start up, and after startup, the active filter and the inverter of the DC / DC inverter are started. The operation of each control circuit is continued by the rectified output of each auxiliary winding by the operation.
When the AC input is temporarily cut off and the boosted output voltage stops, both control circuits are operated with the charge voltage of the capacitor, and when the capacitor charge voltage drops to a predetermined value and the active filter stops, , The DC / DC converter is also forcibly stopped.
However, in such a conventional circuit in which starting and stopping are synchronized, the starting circuit can be simplified as a single circuit to reduce the size of the circuit, but when the input voltage gradually decreases, the DC / DC converter If the power supply stops first, the load on the active filter is reduced, the boosted output voltage is restored, and the DC / DC converter is restarted repeatedly, and the output voltage is turned on and off, thus completely eliminating the problem. It has not been.
In addition, since the active filter and the DC / DC inverter are started in synchronization with each other, the inrush current at the time of starting is large, and it is necessary to increase the current capacity of the active filter that is generating the starting power. There is also a problem to do.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a switching power supply that enables sequential activation of an active filter and a DC / DC converter with a single activation circuit and reliably prevents hunting operation when the input voltage gradually decreases. I do.
[Means for Solving the Problems]
To achieve this object, the present invention is configured as follows. The present invention provides an active filter for improving a power factor including a boost choke coil, an inverter element, and an active filter control circuit (AF control circuit), and an insulating transformer, an inverter element, and a converter control circuit connected to the active filter. A switching power supply device provided with a DC / DC converter provided.
The present invention for such a switching power supply device is connected to a power supply line for supplying operating power to the active filter control circuit and the converter control circuit, and supplies power from the active filter control circuit connection point to the converter control circuit connection point. A diode to cut off, a start-up circuit that supplies a start-up voltage to the active filter control circuit when the power is turned on, and a start-up circuit. And a first rectifier circuit for supplying power to the active filter control circuit via a diode to continue the operation, and supplying power obtained by rectifying the output of the auxiliary winding of the isolation transformer to the converter control circuit after the DC / DC converter is started. And a second rectifier circuit for continuously operating the It characterized by being configured to sequentially start the active filter and the DC / DC converter when.
Therefore, regardless of the combination of the activation voltage of the active filter control circuit and the activation voltage of the converter control circuit, the DC / DC converter can always be activated after the activation of the active filter. This increases the degree of freedom in circuit arrangement. In addition, by sequentially activating the active filter and the DC / DC converter, an inrush current at the time of activation can be reduced.
In the switching power supply of the present invention, the switch inserted and connected to the power supply line from the first rectifier circuit to the converter control circuit and the switch that is turned on before the start of the converter control circuit are turned off after the start. A switch control circuit that cuts off power supply from the first rectifier circuit, detects a stop of input voltage to the active filter and turns on the switch, and prohibits restart when the DC / DC converter stops. It is characterized by having done.
Therefore, when the input voltage to the active filter gradually decreases and the DC / DC converter stops, the restart of the DC / DC converter is prohibited regardless of the operation of the active filter, and the output voltage is turned on and off at a constant cycle. Prevents repeated hunting operation.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the switching power supply device according to the present invention.
In FIG. 1, the switching power supply receives a commercial AC voltage of 100 V from input terminals 1a and 1b, performs full-wave rectification by a diode bridge 2, and then inputs the active filter to an active filter 3 for improving a power factor. Is input to the DC / DC converter 4, and the voltage supplied from the output terminals 13a and 13b to the load is stabilized.
The active filter 3 includes an inverter element 5, a boost choke coil 6 having a main winding L1 and an auxiliary winding L2, an AF control circuit 7, a rectifying circuit having a diode D1 and a capacitor C1, a starting circuit 8, and a control power supply. A rectifier circuit 9 is provided.
That is, the active filter 3 drives the main winding L1 of the boost choke coil 6 to drive the main winding L1 to turn on the inverter element 5 to supply a switching current to maintain energy, and to turn off the inverter element 5 to turn on the main winding L1 of the boost choke coil 6. To output a boosted voltage to the capacitor C1 via the diode D1, and this is repeated.
Therefore, control is performed so that the average current of the current waveform connecting the peaks of the switching current flowing when the inverter element 5 is turned on and off is in the same phase as the full-wave rectified AC voltage waveform. To reduce the noise level by suppressing radiation to the outside.
The DC / DC converter 4 includes an inverter element 10, a primary winding L3, a secondary winding L4, an insulating transformer 11 having an auxiliary winding L5, a rectifying circuit 12 for output, a converter control circuit 14, and a control power supply. A rectifier circuit 16 is provided.
The DC / DC converter 4 is not provided with a dedicated activation circuit, and supplies a voltage obtained by the inverter operation after the activation of the active filter 3 to the converter control circuit 14 by supplying the activation voltage to the converter control circuit 14.
For this purpose, a power supply line 20 for supplying a start-up voltage to the AF control circuit 7 and the converter control circuit 14 to start the operation, and for supplying operation maintaining power after the start-up is provided. Are connected at point P, the rectifier circuit 9 is connected at point Q, the converter control circuit 14 is connected at point R, and the rectifier circuit 15 is further connected.
The diode D2 is connected between the connection points P and Q of the power supply line 20, and cuts off the supply of the starting voltage from the starting circuit 8 to the converter control circuit 14. Therefore, the starting voltage of the starting circuit 8 is supplied only to the AF control circuit 7.
On the other hand, the rectifier circuit 9 that performs rectification output based on the output of the auxiliary winding L2 by the inverter operation after the activation of the active filter 3 supplies power to both the AF control circuit 7 and the converter control circuit 14, and When viewed from above, it functions as a starting circuit.
A switch 18 that can be turned on and off by an external signal is connected between a point Q and a point R of the power supply line 20. A switch element such as a transistor or a MOS-FET is used as the switch 18.
The switch 18 is controlled by the switch control circuit 22 and is turned on before the DC / DC converter 4 starts, and turned on when the converter control circuit 14 starts. The switch 18 that has been turned off by the activation is reset by a detection signal when it is detected from the input voltage stop detection circuit 21 provided at the input of the active filter 3 that the divided voltages of the resistors R1 and R2 become substantially 0V. It is turned on.
The converter control circuit 14 receives the rectified power from the rectifier circuit 9 when the active filter 3 is started, and starts. Therefore, the DC / DC converter 4 is activated only after the active filter 3 is activated, and the sequential activation of the active filter 3 and the DC / DC converter 4 is ensured.
The converter control circuit 14 started by the rectification output from the rectification circuit 9 controls the switching of the inverter element 10 so that the output voltage Vo from the rectification circuit 12 becomes a predetermined voltage.
Next, the operation of the embodiment of FIG. 1 will be described. When an AC input is applied to the input terminals 1a and 1b by turning on the power, the output voltage of the starting circuit 8 increases due to the full-wave rectified output of the diode bridge 2 and when the predetermined starting voltage is reached, the AF control circuit 7 starts, and the inverter operation by the switching of the inverter element 5 is started.
When the inverter operation of the active filter 3 is started, the rectifier circuit 9 generates a rectified output by the output of the auxiliary winding L2 of the boost choke coil 6, and is activated by the converter control circuit 14 via the switch 18 which is turned on at this time. When power is supplied and the supply voltage reaches a start-up voltage, the converter control circuit 14 starts and stabilizes the output voltage Vo by switching of the inverter element 10.
When the converter control circuit 14 is started, it outputs a start signal to the switch control circuit 22. Therefore, the switch control circuit 22 turns off the switch 18 and cuts off the power supply from the active filter 3 side.
If the input voltage to the active filter 3 gradually decreases in this state, the input current increases because the output power is constant, and as a result, the inverter element 5 is turned off by the overcurrent protection operation of the active filter 3. In this state, the boosted output voltage obtained at both ends of the capacitor C1 decreases, and the DC / DC converter 4 also stops.
When the DC / DC converter 4 stops in this way, the overcurrent protection operation of the active filter 3 is released, and the inverter element 5 of the active filter 3 is switched again to restart the inverter operation, and the boosted output to the DC / DC converter 4 is increased. The voltage rises, and a rectified output from the rectifier circuit 9 is also obtained.
However, since the switch 18 is off, the rectified output of the rectifier circuit 16 is not supplied to the converter control circuit 14, the restart of the DC / DC converter 4 is prohibited, and the output voltage is turned on and off at regular intervals. Prevent repeated hunting operations.
The reset of the restart inhibition of the DC / DC converter 4 can be performed by temporarily cutting off the AC input. When the AC input is temporarily cut off, the input voltage of the active filter 3 also temporarily becomes substantially 0 V. This is detected by the input voltage stop detection circuit 21 and a detection signal is output to the switch control circuit 22 to output the detection signal to the switch 18. Is reset from off to on.
Therefore, the rectified output of the rectifier circuit 9 by the activation of the active filter 3 is supplied to the converter control circuit 14 via the switch 18, and the DC / DC converter is activated.
Note that the present invention includes appropriate modifications that do not impair the objects and advantages thereof.
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the DC / DC converter can always be activated after the activation of the active filter, regardless of the combination of the activation voltage of the active filter control circuit and the activation voltage of the converter control circuit. A single starting circuit connected to the high voltage section increases the degree of freedom in circuit arrangement. In addition, by sequentially activating the active filter and the DC / DC converter, an inrush current at the time of activation can be reduced.
In addition, only one activation circuit is required for the active filter and the DC / DC converter, and since two activation circuits are connected to the high voltage section, the problem of ensuring a creepage distance is solved, and miniaturization of the circuit and reduction of loss are reduced. Can be planned.
Further, when the input voltage to the active filter gradually decreases and the DC / DC converter stops, the restart of the DC / DC converter is prohibited, and a hunting operation in which the output voltage is repeatedly turned on and off at regular intervals can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram showing a conventional circuit.
1a, 1b: input terminal 2: diode bridge 3: active filter (AF)
4: DC / DC converters 5, 10: Inverter element 6: Boost choke coil 7: AF control circuit 8: Starting circuits 9, 12, 16: Rectifying circuit 11: Insulating transformers 13a, 13b: Output terminal 14: Converter control circuit 18 : Switch 20: power supply line 21: input voltage stop detection circuit 22: switch control circuit L1: main winding L2, L5: auxiliary winding L3: primary winding L4: secondary winding D1, D2: diode C1: Capacitors R1, R2: resistance

Claims (2)

昇圧チョークコイル、インバータ素子及びアクティブフィルタ制御回路を備えた力率改善用のアクティブフィルタと、
前記アクティブフィルタに続いて接続され、絶縁トランス、インバータ素子及びコンバータ制御回路を備えたDC/DCコンバータと、
を備えたスイッチング電源装置に於いて、
前記アクティブフィルタ制御回路とコンバータ制御回路に動作電力を供給する電力供給ラインに接続され、アクティブフイルタ制御回路接続点側からコンバータ制御回路接続点への電力供給を遮断するダイオードと、
電源投入時に前記アクティブフィルタ制御回路に起動電圧を供給して起動させる起動回路と、
前記アクティブフィルタの起動後に前記昇圧チョークコイルの補助巻線の出力を整流した電力を前記コンバータ制御回路に供給して起動させると共に前記ダイオードを介して前記アクティブフィルタ制御回路に供給して継続動作させる第1整流回路と、
前記DC/DCコンバータの起動後に前記絶縁トランスの補助巻線の出力を整流した電力を前記コンバータ制御回路に供給して継続動作させる第2整流回路と、
を備え、前記電源投入時に前記アクティブフィルタとDC/DCコンバータを順次起動させるように構成したことを特徴とするスイッチング電源装置。
An active filter for power factor improvement comprising a boost choke coil, an inverter element and an active filter control circuit;
A DC / DC converter connected to the active filter and provided with an isolation transformer, an inverter element, and a converter control circuit;
In a switching power supply device having
A diode that is connected to a power supply line that supplies operating power to the active filter control circuit and the converter control circuit, and that shuts off power supply to the converter control circuit connection point from the active filter control circuit connection point side;
A start-up circuit that supplies a start-up voltage to the active filter control circuit at power-on to start the active filter control circuit,
After the activation of the active filter, the power obtained by rectifying the output of the auxiliary winding of the boost choke coil is supplied to the converter control circuit to be activated and supplied to the active filter control circuit via the diode to continue the operation. One rectifier circuit,
A second rectifier circuit that supplies the power obtained by rectifying the output of the auxiliary winding of the insulating transformer after the start of the DC / DC converter to the converter control circuit to continue the operation;
Wherein the active filter and the DC / DC converter are sequentially activated when the power is turned on.
請求項1記載のスイッチング電源装置に於いて、更に、
前記第1整流回路から前記コンバータ制御回路に対する前記電力供給ラインに挿入接続されたスイッチと、
前記コンバータ制御回路の起動前にオンしている前記スイッチを起動後にオフして前記第1整流回路からの電力供給を遮断し、前記アクティブフィルタに対する入力電圧停止を検出して前記スイッチをオンするスイッチ制御回路と、
を設け、前記DC/DCコンバータが停止した際の再起動を禁止するように構成したことを特徴とするスイッチング電源装置。
The switching power supply according to claim 1, further comprising:
A switch inserted and connected to the power supply line from the first rectifier circuit to the converter control circuit;
A switch that turns off the switch that is on before starting the converter control circuit, turns off the switch after the start, cuts off power supply from the first rectifier circuit, detects the stop of input voltage to the active filter, and turns on the switch. A control circuit;
Wherein the switching power supply device is configured to prohibit restart when the DC / DC converter is stopped.
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